Je leest:

Ruimteschild niet langer sciencefiction?

Ruimteschild niet langer sciencefiction?

Auteur: | 4 november 2008

Een magnetisch schild dat een ruimteschip afschermt van gevaarlijke straling, zoals het aardmagnetisch veld dat doet voor de aarde. Dat klinkt als Star Trek, maar Britse en Portugese wetenschappers hebben nu aangetoond dat het met een redelijk klein veld te doen is. Een magnetisch schild kan ruimteschepen beschermen tegen de zonnewind, die onvoorspelbaar en dodelijk is – van levensbelang voor bemande missies naar verre bestemmingen zoals Mars.

Onze aarde wordt afgeschermd door een magnetisch schild dat ons behoedt voor hoog-energetische straling uit het heelal. Het aardmagnetisch veld, want daar hebben we het over, is waarschijnlijk ontstaan doordat de aardkern vol zit met magnetische stoffen. Het web van veldlijnen dat onze aarde als een bol omgeeft, zorgt ervoor dat deeltjes met een elektrische lading die op ons afkomen vanuit de ruimte worden afgebogen in hun baan, en zo nooit het aardoppervlak bereiken.

En dat is maar goed ook. De zonnewind, een stroom van geladen deeltjes die van de zon af komt, is moeilijk voorspelbaar en levensgevaarlijk. De stroom protonen, elektronen en zwaardere ionen die vanaf de zon de ruimte in wordt geslingerd is energetisch genoeg om alles in zijn pad enorm op te warmen. Een ruimteschip dat in de zonnewind terecht komt zou hopeloos verloren zijn, en wij mogen dan ook van geluk spreken dat onze aardbol zijn eigen afweer onderhoudt.

De magnetosfeer van de aarde, een bolvormig magnetisch veld dat de aarde van pool tot pool omgeeft, zorgt ervoor dat de zonnewind het aardoppervlak niet bereikt. Bron: NASA

Ruimteweer

Zogenaamde ‘zonnestormen’, enorm intense zonnewindgebieden, kunnen plotseling en zonder waarschuwing ontstaan. Dat gebeurt vaak, overal in ons zonnestelsel. Tijdens een korte ruimtereis, zoals een reis naar de maan en terug, is de kans niet zo heel groot dat een ruimteschip toevallig in zo’n zonnestorm terecht komt. Maar bij een lange reis, zoals de achtien maanden durende reis naar Mars, wordt het toch wel heel waarschijnlijk dat het ruimteschip er eentje tegenkomt. Gelukkig voor de toekomstige Marsreizigers is er wellicht een oplossing gevonden voor dat risico.

Om een manier te vinden om een ruimteschip te beschermen tegen zonnewind, werd gekeken naar de manier waarop onze aarde zijn natuurlijke afweer genereert. Een bolvorming magnetisch veld om het ruimteschip heen, dat sterk genoeg is om de zonnewind-deeltjes af te buigen, zou de ruimtereizigers net zo beschermen als de aarde ons beschermt. Maar volgens berekeningen van wetenschappers zou zo’n bolvormig veld een doorsnede van meer dan honderd kilometer moeten hebben om zijn werk effectief te doen, en zo’n groot veld is niet eenvoudig te maken – zeker niet vanuit een ruimteschip.

Kernfusieonderzoek

Natuurkundigen uit Engeland en Portugal beweren nu dat een veel kleinere bol van maar een paar honderd meter doorsnede ook al afdoende zou zijn om een Marsmissie af te schermen. Ze baseren hun uitspraak op computersimulaties, waarin de kennis die ze tijdens hun onderzoek naar kernfusiecentrales hebben opgedaan wordt verwerkt. De simulaties laten zien dat een klein bolvormig magnetisch veld sterk genoeg is om een flinke zonnestorm voldoende af te buigen om een ruimteschip veilig te houden.

Simulatie van een bolvorming magnetisch veld (de witte gestippelde cirkel) in een stroom van geladen deeltjes vanaf de linkerkant. De donker gekleurde delen van het plaatje zijn regio’s met weinig geladen deeltjes, terwijl er op de heldere plekken veel energetische straling voorkomt. Het gebied rondom het bolvormige veld blijft bijna helemaal stralingsvrij. Bron: Bamford et al., Rutherford Appleton Laboratory.

Om de simulaties kracht bij te zetten, zijn ook ‘echte’ experimenten uitgevoerd. Daarvoor hebben de kernfusieonderzoekers een verkleind stukje zonnewind nagebouwd, en daarin een klein bolvormig magnetisch veld gegenereerd. Zo’n ‘gaatje’ in de zonnewind bleek inderdaad genoeg om de stralingsniveaus er binnenin veilig te houden – genoeg dus om astronauten te beschermen tegen onstuimig ruimteweer.

De onderzoekers denken dat het haalbaar is om een draagbare generator te ontwerpen, die een ruimteschip met een magnetisch schild af kan schermen. Voor de bemande Marsmissie die NASA uit wil gaan voeren zou zo’n veiligheidsmaatregel een flinke opsteker betekenen.

Zie verder:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 04 november 2008

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.